機器人：2016十大“新型激光器”盤點

OFweek激光網訊：激光是20世紀以來的“四大發明”之一，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。在激光面世的短短幾十年中，經過科學界和其他業界的共同探索，激光技術取得了許多重要的進展，在科研，生物醫藥，加工制造等多方面的應用展示出了其巨大的潛力，然而，激光技術的未來仍然有很多未解之“迷”，這樣吸引著人們不停的探索。下面，OFweek激光網就來盤點2016年十大“新型激光器”，共同感受激光領域探索和發現的魅力。

1、首個基于紙基陶瓷的可控隨機激光器

慕尼黑工業大學（TUM）Cordt Zollfrank教授領導的團隊與羅馬大學的物理學家一起合作，在施特勞賓科學中心基于纖維素紙制造了第一個可控的隨機激光器?；诖?，該團隊展示了自然產生的結構是如何可以適用于技術應用的。

最新一期的《先進光學材料》出版物中介紹了一項由施特勞賓科學中心和羅馬大學的聯合團隊完成的基礎研究，據科學家Daniel Van Opdenbosch博士介紹，他們成功地將一種生物結構用作了技術性隨機激光器的模板。

該團隊使用傳統的實驗室濾紙作為一個結構模板，因為其具有長纖維和穩定的結構。

有兩個組件是激光器必不可少的：首先，需要有進行光放大的增益介質。其次，需要有一個將光保持在介質中的結構。經典的激光器使用鏡子來引導光并使光在一個單一的方向上以一種定向和均勻的方式傳播。這也均勻地發生在一個隨機激光器的顯微結構里，但是是在不同的方向上。雖然隨機激光器的發展仍處于起步階段，但在未來，它可能會帶來更低成本的生產。這是因為隨機激光器具有一些優點，例如它們具有方向獨立性并具有多種顏色，這里只列出了幾個好處。

2、世界上首個“水波”激光器

技術研究人員首次證明，激光的發射可以通過光和水的波的相互作用產生。這種“水波激光”將來有一天或可以被用在與光、聲和水波相結合的微小的傳感器上，或作為用于研究細胞生物學和測試新藥物治療效果的微流“芯片實驗室”設備的一部分。

現在，水波激光器為研究人員研究光和流體相互作用情況提供了一個“操場”，而這一場地規模大小要小于人類頭發的寬度，關于這項研究的研究論文，研究人員已經發表在《自然光子》雜志上。

這項研究是由以色列技術學院的學生Shmuel Kaminski，Leopoldo Martin，和Shai Maayani在機械工程學院光學中心的負責人Tal Carmon教授的指導下共同研究進行。

3、硅與光學活性的物質結合的微型激光器

硅材料與發光半導體材料的結合有望幫助開發新的微米量級的激光器，這一研究由A＊STAR Data Storage 研究所的Doris Keh－Ting Ng以及其同事共同合作研究。

硅材料徹底改變了電氣設備的制造形式，電子工程師想進一步擴大這些集成電路的功能，使它們能夠創建、處理和檢測光。這些光電器件可以加快數字信息的處理速度，并可實現微米尺度的激光器，例如可用在條形碼掃描儀上。然而，問題是，硅材料并不是一個有效的光發生器。

Ng的團隊設計并制作了一種結合硅和可以發光的半導體材料的激光器，這種半導體材料是銦鎵砷化物（InGaAsP）。團隊使用了一個圓柱形的幾何設備。這會把產生的一些光捕獲在設備的壁上，并迫使它在氣缸內傳播。這被稱為回音廊模式，因為同樣的效果會發生在一個圓形的房間里，如圓頂大教堂中的聲波。

該團隊一開始使用一個硅襯底，他們沉積了一層薄薄的氧化硅。具有光學活性的InGaAsP的薄膜，只有210納米厚，是單獨制造的，然后粘上氧化硅。然后，該團隊通過一些材料蝕刻，以創建氣缸，具有兩個或三微米的直徑。三微米器件發射的激光光的波長為1519納米，這非常接近商業光通信系統中使用的波長。

這個裝置具有一個獨特的功能，回音壁模式延伸到了硅和InGaAsP區域。InGaAsP可提供光放大，而硅可被動引導光。

4、用打印機造出低成本有機激光器

來自法國和匈牙利的研究人員發明了一種打印激光器的方法。它是如此的便宜、簡單和高效，以至于研究人員認為，激光器的核心部件在每次使用后都可以被處理掉。該團隊在美國物理聯合會出版公司下屬《應用物理學雜志》上報告了這一發現。

sanaur團隊利用噴墨式打印機，然后選定一種名為emd6415的商用噴墨，并將其同染料混合。這種噴墨以小正方形的形式被打印在石英載片上。染色后的噴墨充當了激光器的核心，被稱為增益介質。其將光放大，并產生典型的狹窄、單色激光束。

通過增益介質和被稱為激光泵的能量源實現了將光來回反射，以保持光放大效應的持續進行。這種新型激光器可被處理掉的部分是被研究人員稱為“激光產生膠囊”的增益介質。

有機激光器能提供高效光子轉換，具有制造簡單、低成本、波長范圍廣等很多優勢，據估測，僅用幾美分便可將其生產出來。和剃須刀中可被替換的刀片一樣，“激光產生膠囊”在磨損后可被輕易換掉。

該研究團隊利用兩種不同染料，產生了從黃色到深紅色的激光輻射。他們預測，其他染料能覆蓋光譜的藍色和綠色部分。

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